在Linux中,PHY控制器驱动用于管理以太网PHY设备,它通过MDIO接口与PHY芯片通信。PHY控制器驱动主要包括以下几个方面:
1. PHY控制器和MDIO总线
PHY控制器驱动负责在MDIO
(Management Data Input/Output)总线上执行读写操作。大部分以太网控制器集成了一个MDIO控制器,负责通过MDC时钟信号与PHY芯片通信。
2. Linux内核中的PHY子系统
Linux内核中的PHY子系统提供了标准化的PHY设备管理方式。核心组件包括:
mii_bus
结构:表示MDIO总线,用于管理总线和注册PHY设备。phy_device
结构:表示具体的PHY设备,包含PHY地址、支持的链路模式等信息。
3. 实现PHY控制器驱动的步骤
3.1 初始化并注册MDIO总线
MDIO总线通常由mii_bus
结构表示。可以使用mdiobus_alloc()
分配一个MDIO总线,然后使用mdiobus_register()
注册它。典型的初始化步骤如下:
#include <linux/phy.h>
#include <linux/ethtool.h>
#include <linux/mii.h>
struct mii_bus *mdio_bus;
static int mdio_bus_init(void)
{
// 分配MDIO总线
mdio_bus = mdiobus_alloc();
if (!mdio_bus) {
pr_err("Failed to allocate MDIO bus\n");
return -ENOMEM;
}
// 配置MDIO总线名称和ID
snprintf(mdio_bus->id, MII_BUS_ID_SIZE, "mdio-bus-0");
mdio_bus->name = "Custom MDIO Bus";
// 注册总线
int ret = mdiobus_register(mdio_bus);
if (ret) {
pr_err("Failed to register MDIO bus\n");
mdiobus_free(mdio_bus);
return ret;
}
return 0;
}
3.2 PHY设备扫描和注册
在MDIO总线上可以扫描所有PHY设备,并将它们注册到内核PHY子系统。mdiobus_scan()
可以帮助完成这一过程。
struct phy_device *phydev;
int phy_addr = 0; // PHY地址,通常为0到31
phydev = mdiobus_scan(mdio_bus, phy_addr);
if (IS_ERR(phydev)) {
pr_err("Failed to scan PHY device at address %d\n", phy_addr);
} else {
pr_info("PHY device found at address %d\n", phy_addr);
}
3.3 自定义PHY驱动注册
实现一个自定义PHY驱动,定义读写操作、自协商配置等功能。通过注册phy_driver
结构,将自定义驱动添加到内核中。
static struct phy_driver my_phy_driver = {
.phy_id = 0x12345678, // 设置为实际PHY设备ID
.phy_id_mask = 0xffffffff,
.name = "My PHY Driver",
.features = PHY_BASIC_FEATURES,
.config_aneg = genphy_config_aneg, // 自动协商配置
.read_status = genphy_read_status, // 读取状态
.suspend = genphy_suspend,
.resume = genphy_resume,
};
static int __init my_phy_driver_init(void)
{
return phy_driver_register(&my_phy_driver, THIS_MODULE);
}
static void __exit my_phy_driver_exit(void)
{
phy_driver_unregister(&my_phy_driver);
}
module_init(my_phy_driver_init);
module_exit(my_phy_driver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("Custom PHY driver");
4. PHY驱动编译、加载和测试
- 编译:编写Makefile,并使用
make
命令编译生成.ko
模块。 - 加载:使用
insmod
命令加载模块,例如sudo insmod my_phy_driver.ko
。 - 测试:使用
ethtool
检查PHY设备状态,确认驱动是否正常工作。
5. 驱动卸载和资源释放
使用mdiobus_unregister()
和mdiobus_free()
释放MDIO总线资源;在卸载时,释放phy_driver_unregister()
。
此流程涵盖了PHY控制器驱动的基本实现,帮助管理以太网PHY芯片,实现自协商和链路管理等功能。